Физика механика лекции и вопросы / OF1_3_Dinamika_materialnoy_tochki_mini_1

Четыре вида фундаментальных взаимодействий

После открытия в 1950-е гг. большого числа элементарных частиц в современной физике различают четыре вида фундаментальных взаимодействий:

•Гравитационное – обусловленное всемирным тяготением.

•Электромагнитное – осуществляемое через электрические и магнитные поля . Это хорошо известные силы, которые заставляют притягиваться разноимённые электрические заряды. В микромире эти силы приводят к образованию атомов и молекул. Этому взаимодействию обязаны также силы между электронами и фотонами.

•Сильное или ядерное – обеспечивающее связь частиц в атомном ядре . Ядерные силы названы так потому, что без них не существовали бы атомные ядра. Ядерные силы действуют между протонами и нейтронами и не зависят от электрического заряда. Это силы притяжения. Они в сто с лишним раз сильнее электромагнитных.

•Слабое – ответственное за многие процессы распада элементарных частиц . Неудачное название «слабые силы» произошло оттого, что эти силы в триллионы раз слабее ядерных. Соответственно этому «слабые процессы», являющиеся следствием слабых сил, происходят аномально медленно.

Фундаментальные взаимодействия в природе

Великое объединение взаимодействий

(Grand Unification of interactions)

Великое объединение взаимодействий – теоретические попытки описания на единой основе слабого, электромагнитного и сильного взаимодействий.

И электромагнитное, и сильное взаимодействия описываются современной теорией обменного происхождения.

В1967 г. американский физик Стивен Вáйнберг и пакистанский физик Абдус Салáм разработали теорию электрослабого взаимодействия, объединяющего электромагнитное и слабое взаимодействия. В 1973 г. были открыты нейтральные токи, что

впервые подтвердило справедливость теории электрослабого взаимодействия. Окончательное экспериментальное подтверждение теории произошло в 1983 г., когда были открыты промежуточные бозоны .

Великое объединение взаимодействий

(Grand Unification of interactions)

1.3.6. Второй закон Ньютонатона

Физические законы должны быть математически красивы.

П. Дирáк

Физическое поле

Действие силы вызывает изменение скорости тела или его деформацию и может иметь место как при непосредственном контакте (движение прижатых друг к другу тел, трение), так и через посредство создаваемых телами физических полей.

Физическое поле – особая форма материи. К физическим полям относятся электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил, а также волновые (квантованные) поля, соответствующие различным частицам. Источниками физических полей являются частицы (например, для электромагнитного поля – заряженные частицы). Создаваемые частицами физические поля переносят (с конечной скоростью) взаимодействие между соответствующими частицами.

Второй закон Ньютона

(Newton's second law)

Второй закон Ньютона (основной закон динамики материальной точки, закон ускорения) – возникшее под действием силы F ускорение a пропорционально вызвавшей его силе F:

где F – сила; а – ускорение материальной точки; m – коэффициент пропорциональности, называемый инертной массой материальной точки. Это уравнение движения.

Это экспериментальный закон, т. е. он возник в результате обобщения данных опытов и наблюдений.

1.3.7. Масса

Масса – физическая величина, одна из основных характеристик материи, определяющая её инерционные и гравитационные свойства.

Вньютоновской механике масса тела – инертная масса. Масса предполагается постоянной величиной, не зависящей от скорости тела. При скоростях, малых по сравнению со скоростью света, это предположение практически выполняется.

Величину массы определяют по различным её проявлениям путём сравнения с массой какого-нибудь эталонного тела, произвольно принятого за единицу.

В системе СИ масса измеряется в килограммах (кг, kg), ускорение – в м·с–2 , а сила – в ньютонах (Н, N). 1 ньютон – это такая сила, которая массе в 1 кг сообщает ускорение 1 м·с–2 .

☺

Один ньютон – сила, с которой одно яблоко падает на одну голову с высоты одного дерева.

Масса как мера инертности